JPS622825Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は外部から印加される衝撃によつて生ず
るシヨツクノイズの低減を図つた音叉振動子の支
持構造に関する。

一般に、音叉はその固有振動を電気信号に変換
して増巾し、再びこれを音叉に加えて持続発振さ
せる音叉発振器や、上記の固有振動に対応する周
波数成分の信号を通過させる帯域通過フイルタ等
に広く使用されている。

従来、この種の音叉としては、第１図に示すよ
うに、エリンバー等の恒弾性金属板からなる音叉
振動子１の振動片１ａおよび１ｂの振動節部また
はその近傍にチタン酸バリウム（BaTiO₃）等の圧
電素子２ａおよび２ｂを夫々貼り付けて、その基
部１ｃを共通端子３によつて板状のベース４に固
定し、上記圧電素子２ａおよび２ｂを端子５およ
び６に導電させて外部を外装ケース７で覆い、端
子５と上記支持棒３との間に入力した信号で上記
音叉振動子１を駆動し、端子６と上記支持棒３の
間から出力信号を得るようにしたものが知られて
いる。

上記音叉は非常に簡単な構成を有しているが、
音叉振動子１は、共通端子３に直接、スポツト溶
接等によつて取り付けるとともに、支持強度と全
体の高さを小さくすることを考慮して、音叉振動
子１とベース４との間隔はできるだけ小さくなる
ように取り付けているため、例えば、上記音叉を
使用した車載用の電子機器では車両の振動が、ま
た、音響機器ではスピーカが発する音響による振
動が、さらに、これら機器のスイツチの切換時に
は接点が切り換ることによる衝撃等が共通端子３
から音叉振動子１に伝達され、圧電素子２ａおよ
び２ｂがシヨツクノイズを発生する問題があつ
た。

このため、第２図ａおよびｂに夫々示すよう
に、音叉振動子１と共通端子３とを弾性を有する
支持金具８で結合する一方、音叉振動子１の支持
側とベース４との間にゴム等のダンパー材９を介
装して、支持金具８の共振を防止するようにした
ものも知られているが、このような構成とする
と、上記音叉振動子１は長い支持金具８によつて
支持しているため、大きなシヨツクに対して効果
はあるが小さなシヨツクには効果的でなかつた。

さらに、第３図ａおよびｂに示すように、音叉
振動子１をエリンバー等の恒弾性金属板を長方形
状に打ち抜いて形成した振動片１ａ，１ｂの各一
端を支柱１０の両面にロウ付け等によつて夫々取
り付け、該支柱１０の基部をベース４に設けた固
定部４ａに嵌入したゴム１１に設けた孔に圧入し
て、該ゴム１１が有する弾性によつて上記音叉振
動子１をベース４に拘束緩和の状態で取り付ける
ようにしたもの、あるいは、第４図ａおよびｂに
示すように、スペーサ１２の両面に上記と同様の
振動片１ａおよび１ｂをロウ付けして音叉振動子
１を形成し、該音叉振動子１のスペーサ１２の部
分をゴム１１で包むとともに、該ゴム１１を取付
け金具１３によつてベース４に取り付け、ゴム１
１が有する弾性によつて、上記音叉振動子１を拘
束緩和の状態でベース４に取り付けるようにした
もの等が知られている。

しかしながら、音叉振動子１を上記のようにベ
ース４に支持した場合、第３図ａ，ｂおよび第４
図ａ，ｂのいずれのものも、音叉振動子１と共通
端子３とをリード線１５によつて接続しなければ
ならず、上記リード線１５の半田付の工数が増加
するうえ、音叉振動子１はエリンバー等の金属を
使用しているため、特殊な半田を使用しなければ
リード線１５は半田付することができず、リード
線１５の半田付が面倒となる一方、音叉振動子１
は、上記のように、ベース４に拘束緩和の状態で
取り付けられているため、音叉振動子１に繰り返
して振動が加わると、上記リード線１５が切れる
問題があつた。

また、第３図ａおよびｂのものでは、ゴム１１
の高さをある程度の高さとして上記ゴム１１の孔
を深くしなければ、音叉振動子１を確実に支持す
ることができないため、音叉の全体の高さが高く
なる一方、第４図のものでは、スペーサ１２の部
分をゴム１１で包んで支持するようにしているた
め、スペーサ１２の部分だけ音叉の長さが長くな
る欠点があつた。

本考案は従来の音叉振動子の支持構造における
上記問題や欠点を解消すべくなされたものであつ
て、一端をベースに固定した板バネの他端とベー
スとの間に導電ゴムからなる緩衝支持台を固定す
る一方、音叉振動子の基部を支持する金具の一端
を上記導電ゴムに取り付けて上記音叉振動子をベ
ースの上面に拘束緩和の状態で支持することによ
り、上記導電ゴムが有する弾性で外部から音叉振
動子に印加される衝撃を吸収してシヨツクノイズ
を軽減するようにする一方、板バネに導電するよ
うに設けた共通端子を上記導電ゴムを介して音叉
振動子に導電させて、共通端子と音叉振動子との
接続工程を省略し、組立の作業性の向上と組立時
間の短縮を図つてコストダウンを図るようにした
音叉振動子の支持構造を提供することを目的とし
ている。

以下、本考案の実施例を示す図面を参照して詳
細に説明する。

第５図において、２１は絶縁性を有する樹脂を
略四角形の板状に成形したベース、２２は一端を
後述するようにして上記ベース２１に固定した板
バネ、２３は上記ベース２１と板バネ２２との間
に固定した導電ゴムからなる緩衝支持台、２４は
振動片２４ａおよび２４ｂに圧電素子２５ａおよ
び２５ｂを夫々貼着した音叉振動子、２６は上記
音叉振動子２４をその基部において支持する金具
である。

上記ベース２１にはその成型時に、第６図ａお
よびｂに夫々示すように、上記導電ゴム２３の下
部を嵌入する四角形状の凹部２７を上記ベース２
１の上面の一端部に設けるとともに、該凹部２７
の両サイドからは、上記導電ゴム２３のガイド用
突起２８および２９を突出させるようにしてい
る。

また、上記ベース２１の上面の長手方向中央部
には、上記凹部２７の近傍からベース２１の他端
近傍に達する長方形状の第１突起３０を設けると
ともに、上記ベース２１の他端にはその巾方向に
第２突起３１を夫々設けている。

上記第１突起３０と第２突起３１との間には、
板バネ２２の肉厚に等しい溝巾を有する溝３２を
設け、該溝３２の底部に共通端子（後述）を挿通
して固定するスリツト状の貫通孔３３を設ける一
方、上記第１突起３０にもベース２１の下面側に
達するスリツト状の２個の貫通孔３４および３５
を設け、これら貫通孔３４および３５に夫々リー
ド状の端子３６および３７を、第７図ｂに端子３
６の場合について示すように、端子３６の嵌入部
３８の両側に突出させた抜止め用の突起３９，
…，３９をベース２１に喰い込ませて固定してい
る。

一方、板バネ２２は、第８図ａ，ｂおよびｃに
示すように、一端に導電ゴム２３の押え部４０
を、また、他端に固定部４１を夫々残すように、
ベース２１の第１突起３０よりもやや大きな形状
を有する四角形状の孔４２をこれら押え部と固定
部４１との間に形成する一方、上記固定部４１の
一辺の中央部から共通端子４３が突出するよう
に、燐青銅等のバネ性を有する金属板（図示せ
ず。）を打ち抜くとともに、上記固定部４１と孔
４２との境界部を、第８図ｂに示すように、押え
部４０と共通端子４３とがなす角度が90度よりも
やや小さくなるように折曲している。

上記板バネ２２は、その共通端子４３の固定部
４４をベース２１の角孔３３に圧入し、板バネ２
２の固定部４１が上記ベース２１の溝３２に嵌入
した状態で、第７図ａに示すように、上記共通端
子４３の固定部４４の両側に突出させた抜止め用
の突起４５，…，４５をベース２１に喰い込ませ
て、第６図ａおよびｂに示すように、ベース２１
に固定している。

上記板バネ２２の押え部４０とベース２１との
間に介装する導電ゴム２３は、第９図ａおよびｂ
に示すように、その先端部を巾狭に形成してベー
ス２１のガイド用突起２８と２９との間への圧入
を容易にするとともに、該導電ゴム２３の内部に
は、音叉振動子２４を支持する金具２６の固定部
（後述）を圧入する孔４６を、上記導電ゴム２３
の先端面から後端面に貫通し、かつ、該後端面側
で導電ゴム２３の上面に通ずるように設けてい
る。

上記導電ゴム２３の横巾Ｗおよび長さｌは、ベ
ース２１に設けた長方形状の凹部２７（第６図ａ
およびｂ参照）の巾および長さよりもやゝ大きく
し、上記導電ゴム２３の下部がその弾性により、
上記凹部２７の壁面に圧接した状態で上記凹部２
７に嵌入するようにしている。また、上記導電ゴ
ム２３の高さｈは、上記凹部２７の深さとガイド
用突起２８および２９の高さとの和よりも大きく
なるようにして、板バネ２２の押え部４０を少し
持ち上げて、上記導電ゴム２３をその先端部から
ガイド用突起２８と２９との間にベース２１に沿
つて圧入するとともに、上記導電ゴム２３の下部
を上記のようにベース２１の凹部２７に嵌入させ
たときに、第５図に示すように、上記導電ゴム２
１の上面が、ガイド用突起２８および２９の上面
よりも突出して、板バネ２２の押え部４０が導電
ゴム２３の上面に圧接するようにしている。

なお、上記導電ゴム２３は、本実施例において
は、信越ポリマー株式会社製の87C40型導電性シ
リコーンゴム（比抵抗５Ω・cm、伸び200％、強
度50Kg／cm²、硬度65H゜）を使用している。

次に、上記導電ゴム２３に取り付けて音叉振動
子２４をベース２１上に支持する金具２６は、第
１０図ａおよびｂに示すように、所定の剛性を有
する金属板を打ち抜いて、平板状の固定部４７か
ら音叉振動子２４の支持部４８を突出させて鉤状
に湾曲させたものであつて、上記固定部４７は支
持部４８よりも巾広に形成するとともに、その両
サイドに抜止め用の突起４７ａ，４７ａを設けて
いる。

上記金具２６の固定部４７は、第９図ａおよび
ｂに示す導電ゴム２３の後端側から孔４６に圧入
して、突起４７ａ，４７ａによつて抜止めする一
方、第５図に示すように、上記金具２６の支持部
４８の先端部を音叉振動子２４の基部に、該音叉
振動子２４がベース２１に平行となるように、ス
ポツト溶接している。

上記音叉振動子２４は、弾性率の温度変化が非
常に小さいエリンバー等の金属板（図示せず。）
を大略Ｌ字状もしくはＶ字状に打ち抜き、その中
間部を湾曲させて、第１１図ａおよびｂに示すよ
うに、基部２４ｃに傾斜を持たせた、所謂、Ｖ字
形音叉を使用しており、該Ｖ字形音叉の振動片２
４ａおよび２４ｂには、第５図に示すように、板
状の圧電素子２５ａおよび２５ｂを夫々貼着して
いる。

これら圧電素子２５ａおよび２５ｂの電極（い
ずれも図示せず。）は、リード線４８および４９
によつて、端子３７および３６に夫々接続した
後、上記音叉振動子２４の外部には、箱体状に形
成したアルミニユーム等からなる図示しない外装
ケースを被せ、該外装ケースの開口部をベース２
１に設けた段部２１ａに外嵌させるとともに、上
記外装ケースに設けた爪をベース２１の嵌合凹部
２１ｂ，２１ｂに嵌入して折り曲げて、上記外装
ケースをベース２１に取り付けている。

以上のようにして、板バネ２２の押え部４０に
よつてベース２１に固定された導電ゴム２３に、
音叉振動子２４を支持する金具２６を取り付ける
ようにすれば、該音叉振動子２４は、上記導電ゴ
ム２３および板バネ２２を介して共通端子４３に
導通するため、該共通端子４３と音叉振動子２４
とをリード線によつて導通させる半田付け作業は
不要となる。

また、音叉振動子２４は、導電ゴム２３が有す
る弾性により、ベース２１に対してある程度動き
うる状態、所謂、拘束緩和の状態で取り付けられ
るため、第５図の構成を有する音叉に外部から衝
撃が印加されても、直接、上記音叉振動子２４に
上記の衝撃が印加されることはなく、従つて、圧
電素子２５ａおよび２５ｂから出力するシヨツク
ノイズのレベルを大幅に小さくすることができ
る。

ちなみに、第５図に示す支持構造を有する音叉
に、音叉振動子２４の振動片２４ａおよび２４ｂ
の振動方向（以下、ｘ軸方向と記す。）、上記振動
片２４ａおよび２４ｂの振動面に垂直な方向（以
下、ｙ軸方向と記す。）およびこれらｘ軸および
ｙ軸を含む平面に垂直な方向（以下、ｚ軸方向と
記す。）から、一定の衝撃力を有するハンマーに
よつて衝撃を加え、そのときに出力するノイズを
オツシロスコープで観測する（垂直軸感度＝
50mV／div、スイープスピード＝10ms／divに設
定）と、第１２図ａ，ｂおよびｃに夫々示すノイ
ズ波形が得られた。

一方、従来の音叉についても、ｘ軸方向、ｙ軸
方向およびｚ軸方向から、上記の衝撃を加えて、
そのときに出力するノイズを上記のオツシロスコ
ープで観測すると、第１３図ａ，ｂおよびｃに
夫々示すノイズ波形が得られた。

上記第１２図ａ，ｂおよびｃと第１３図ａ，ｂ
およびｃとを夫々対比すれば明らかなように、本
考案を適用した音叉では、ｘ軸方向、ｙ軸方向お
よびｚ軸方向の衝撃に対して、最大雑音レベルが
150mVppから200mVppで、その値が100mVpp程
度に減衰するまでの時間が10〜20ms程度である
のに対し、従来のものでは、最大雑音レベルが
400mVpp以上で、その値が100mvpp程度に減衰
するのに80ms以上の時間がかかることが分る。

以上の説明において本考案の基本的な実施例に
ついて説明したが、本考案は上記実施例に限定さ
れるものではなく、例えば、音叉振動子２４と金
具２６とを一枚の恒弾性属板から同時に打ち抜い
て、これら音叉振動子２４と金具２６とを一体に
形成することもでき、また、上記金具２６を振動
片２５ａおよび２５ｂのノードの近傍から夫々突
出させるようにして、音叉振動子２４を２本（も
しくはそれ以上）の金具によつて支持するように
してもよい。又、音叉形状はこのようないわゆる
Ｖ字形音叉に限らずたとえば第１図の音叉振動子
１のような一般的なＵ字形の折曲げ音叉を使用し
ても良い。

さらに、導電ゴム２３とベース２１とは接着剤
により、また、導電ゴム２３と板バネ２２の押え
部４０とは導電性接着剤により夫々接着する一
方、上記導電ゴム２３は金具２６と一体に成型す
る等、本考案の要旨の範囲内で種々の構成とする
ことができる。

以上、詳細に説明したことからも明らかなよう
に、本考案は、導電ゴムを利用して音叉振動子を
ベースの上面に拘束緩和の状態で支持するように
したから、上記導電ゴムが有する弾性によつて外
部から音叉振動子に印加される衝撃が吸収され、
上記音叉振動子に取り付けた圧電素子等から出力
するシヨツクノイズのレベルが大巾に低くなると
ともに、その減衰時間も非常に短くなる一方、板
バネに導電するように設けた共通端子が上記導電
ゴムを介して音叉振動子に導電するため、共通端
子と音叉振動子とのリード線による接続工程が不
要となり、組立作業が簡単化されて組立の能率が
大巾に向上し、本考案を適用した音叉のコストを
大巾に引き下げることができる。

さらに、本考案においては、音叉振動子を支持
する金具の固定部の面積を大きくして、該金具を
導電ゴムの上面と下面の間の部材によつて挾持し
た状態で支持しているため、従来のように、ダン
パー材に設けた孔に支柱や音叉振動子の基部を圧
入して支持するものに比べて、音叉全体の高さが
低くなるとともに、長さも短かくなり、形状の非
常に小さな音叉を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の音叉振動子の支持構造を示す斜
視図、第２図ａおよびｂは夫々支初金具を設けた
音叉振動子の支持構造を示す正面図および分解斜
視図、第３図ａおよびｂは夫々ダンパー材を使用
した音叉振動子の支持構造を示す平面図および正
面図、第４図ａおよびｂは夫々第３図ａおよびｂ
とは異なるダンパー材を使用した音叉振動子の支
持構造を示す平面図および正面図、第５図は本考
案に係る音叉振動子の支持構造を示す斜視図、第
６図ａおよびｂは夫々端子および板バネを取線り
付けたベースの平面図および正面図、第７図ａお
よびｂは夫々第６図ａおよびｂの−′線およ
び−′線断面図、第８図ａ，ｂおよびｃは
夫々板バネの平面図、正面図および側面図、第９
図ａおよびｂは夫々導電ゴムの平面図および断面
図、第１０図ａおよびｂは夫々金具の平面図およ
び正面図、第１１図ａおよびｂは夫々Ｖ字形音叉
の平面図および正面図、第１２図ａ，ｂおよびｃ
は夫々第５図の音叉のｘ軸方向、ｙ軸方向および
ｚ軸方向の衝撃に対するノイズ波形図、第１３図
ａ，ｂおよびｃは夫々従来の音叉のｘ軸方向、ｙ
軸方向およびｚ軸方向の衝撃に対するノイズ波形
図である。 ２１……ベース、２２……板バネ、２３……導
電ゴム、２４……音叉振動子、２６……金具、２
７……凹部、２８，２９……ガイド用突起、４３
……共通端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ベースに板バネを固定するとともに導電ゴムか
   らなる緩衝支持台を前記板バネでベースに圧接固
   定する一方、音叉振動子の基部を支持する金具を
   前記緩衝支持台に圧入もしくは同時一体成型して
   前記音叉振動子を前記ベースの上面に拘束緩和の
   状態で支持するとともに前記板バネに導電するよ
   うに設けた共通端子を前記緩衝支持台を介して前
   記音叉振動子に導電させたことを特徴とする音叉
   振動子の支持構造。